(成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)分院， 四川 溫江 611130)

汞脅迫對紫云英種子萌發(fā)及幼苗根系生理生化特性的影響

李春龍

(成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)分院， 四川 溫江 611130)

以紫云英種子、幼苗為受試材料，研究了汞脅迫對紫云英種子萌發(fā)、幼苗生長以及幼苗根系生理生化指標的影響。結(jié)果表明：紫云英種子的發(fā)芽率、紫云英幼苗的根長、苗長、根數(shù)以及幼苗干重均隨著Hg2+濃度的增加而呈降低的趨勢；紫云英幼苗根系的膜透性指標即相對電導率和MDA含量均隨著Hg2+濃度的增加而增大，而幼苗的形態(tài)指標以及幼苗根系SOD和POD酶活性和根系活力則隨著Hg2+濃度的增加而減小。

汞脅迫； 紫云英； 種子萌發(fā)； 生理生化特性

重金屬污染是當今污染面積最廣、危害最大的環(huán)境問題之一[1]。土壤重金屬污染情況日益嚴重，尤其是土壤汞污染問題愈發(fā)嚴峻，其間發(fā)生了一系列具有重大影響的汞污染事件，這對我國農(nóng)作物食品安全帶來嚴重威脅[2]。Hg進入農(nóng)田后主要沉積在土壤的表層，大部分以HgCl2形態(tài)進入土壤的Hg都可以被土壤中的有機質(zhì)和粘土礦物所吸附，在土壤中的移動性很小[3]。汞能抑制植物細胞的分裂和根系的伸長，刺激和抑制一些酶的活性[4]，從而使植物出現(xiàn)生長遲緩、產(chǎn)量下降等癥狀，嚴重時導致植物死亡[5,6]。有關(guān)汞對植物生長發(fā)育的影響，國內(nèi)外均有很多研究，但大多集中在對糧食作物[7-8]和經(jīng)濟作物[1,9]產(chǎn)量和品質(zhì)的影響上，對牧草生長發(fā)育影響的研究很少。

本試驗以紫云英種子為材料，研究受汞脅迫后，紫云英種子發(fā)芽及幼苗根系生理生化特性的變化，以期為汞對紫云英傷害機理的研究提供一些科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試的紫云英種子購于四川省農(nóng)科院，供試的HgCl2為分析純。

1.2 試驗方法與設(shè)計

1.2.1 種子萌發(fā)實驗

2014年5月30日至6月4日在成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學院農(nóng)學園藝分院七教四樓農(nóng)業(yè)綜合實訓室進行該實驗。參照韓春梅[10]的方法，先將紫云英種子用鹽水進行浮選，選取粒大、飽滿、大小一致的種子用蒸餾水清洗，晾干后備用。先用5.25 g/L的NaClO溶液對供試紫云英種子進行15 min的消毒，后用蒸餾水清洗4次，每次清洗1 min；將紫云英種子放置在直徑為9 cm的皮氏培養(yǎng)皿中，內(nèi)墊2層濾紙，分別將HgCl2溶液(濃度分別為0，12.5，25.0，50.0，100.0，200.0 mg/L，以Hg2+濃度計)7 mL注入培養(yǎng)皿中，對照為蒸餾水，每個處理3 次重復，每個重復30 粒種子。然后將所有培養(yǎng)皿均放到人工氣候箱[(25±2)℃，黑暗]中進行萌發(fā)實驗[11]。待紫云英種子萌發(fā)5 d后記錄以下實驗數(shù)據(jù)：最終發(fā)芽率，測定并記錄所有紫云英萌發(fā)幼苗的根長和苗長，最終求其平均根長、平均苗長；后將所有測定完幼苗根長、苗長的幼苗按照各個處理放入60 ℃的烘箱中烘干至恒重，最終求其平均一個幼苗的干重。

1.2.2 模擬盆栽試驗

試驗以清水代替Hg2+溶液處理為對照(ck)，Hg2+處理濃度設(shè)為：12.5，25.0，50.0，100.0，200.0 mg/L，每個處理重復4盆，完全隨機排列。試驗用盆為(高×直徑16 cm×16 cm)塑料營養(yǎng)缽，每盆裝干土2 kg。各處理中Hg以HgCl2形式加入，以Hg2+濃度計。各處理以溶液形式加入，保濕平衡15 d后，每盆中直播10粒紫云英種子。出苗30 d后，選取長勢一致的幼苗根系進行取樣測定。參照韓春梅等[12]的方法，細胞膜透性采用DDS-11 A型電導率儀測定，根系活力采用TTC法測定，丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測定，超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)活性的測定均參照陳建勛等的方法[13]。將

表1 不同Hg2+濃度對紫云英種子萌發(fā)的影響

濃度(mg/L)最終發(fā)芽率(%)根長(cm)苗長(cm)根數(shù)(條)幼苗干重(mg)090．0±1．9a2．0±0．0a5．0±0．1a5．0±0．0a13．63±1．04a12．575．5±4．0b1．8±0．0ab4．8±0．1a5．0±0．0a11．33±0．35b25．062．2±1．1c1．7±0．0bc4．5±0．1bc3．7±0．3b10．63±0．13cd50．048．9±1．1d1．5±0．1c4．1±0．2c1．7±0．3c9．57±0．07d100．035．5±7．8e0．6±0．2d3．3±0．2d0．7±0．3d7．67±0．07e200．00．0±0．0f0．0±0．0e0．0±0．0e0．0±0．0d0．00±0．00f

表2 不同Hg2+濃度對紫云英幼苗根系生理生化特性的影響

表3 不同Hg2+濃度對紫云英幼苗形態(tài)指標的影響

剩余的幼苗于出苗60 d后，測定紫云英幼苗的形態(tài)指標，主要包括株高(用直尺測定)、每株分支數(shù)、每株葉片總數(shù)(均人工數(shù))、葉面積(用便攜式活體葉面積儀(型號：YMJ 1)進行測定)、幼苗干重(用萬分之一天平稱量)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用SPSS(12.0)統(tǒng)計軟件進行單因素方差、LSD和相關(guān)性分析(plt;0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 汞脅迫對紫云英種子萌發(fā)的影響

與對照相比，隨著Hg2+濃度的增加，紫云英種子的最終發(fā)芽率、幼苗根長、苗長、幼苗根數(shù)以及幼苗干重均呈遞減趨勢(見表1)。其中，紫云英種子的最終發(fā)芽率和幼苗干重均在Hg2+濃度最低時，與對照達到顯著性差異，分別較對照下降了16.11%和16.87%。而紫云英幼苗的根長、苗長和根數(shù)均在Hg2+濃度達到25 mg/L時，與對照達到顯著性差異，分別較對照下降了15.0%、10.0%和26.0%。

2.2 汞脅迫對紫云英幼苗根系各生理生化指標的影響

由表2可知，紫云英幼苗根系的相對電導率和丙二醛含量均隨著Hg2+濃度的增加而呈遞增的趨勢，并分別在Hg2+濃度達到50 mg/L和25 mg/L時與對照達到了差異顯著性水平，分別是對照的3.38倍和1.63倍。此研究結(jié)果與韓春梅等[14]的研究結(jié)果相一致。

紫云英幼苗根系抗氧化酶SOD、POD活性以及根系活力則隨著Hg2+濃度的增加而呈現(xiàn)出遞減的趨勢，其中SOD和根系活力在Hg2+濃度最低時就與對照達到了差異顯著性水平，分別較對照降低了19.17%和13.21%，而POD活性在Hg2+濃度達到25 mg/L時也較對照顯著受到抑制，其活性降低了33.77%(見表2)。

2.3 汞脅迫對紫云英幼苗形態(tài)指標的影響

從表3 可以看出，紫云英幼苗的所有形態(tài)指標均隨著Hg2+濃度的增加而呈遞減的趨勢，并且所有指標均在Hg2+濃度最低(12.5 mg/L)時與對照存在顯著性差異，株高、分支數(shù)、葉片總數(shù)、幼苗干重分別較對照顯著降低了21.91%、9.09%、16.33%、25.47%和27.48%。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同Hg2+濃度對紫云英種子萌發(fā)、幼苗形態(tài)植保、幼苗根系生理生化特性均有不同程度的抑制作用。這一研究結(jié)果與鐘士傳[9]的研究結(jié)果(Hg2+濃度在0.5～5 mg/L范圍內(nèi)時，低濃度的汞對花生幼苗的出苗率有促進作用；當Hg2+濃度在5～125 mg/L范圍內(nèi)時，花生幼苗的出苗率隨Hg2+濃度的提高呈下降趨勢)不一致，可能是Hg2+的起始處理濃度(12.5 mg/L)過高的緣故。

汞脅迫導致了紫云英幼苗根系的相對電導率和丙二醛含量的增加，表明汞能導致細胞膜脂過氧化水平

Effect of Hg on Seed Germination, Physiological andBiochemical Characteristics of Milk Vetch Seedling Root

LIChunlong

2016-10-18

四川省重點專業(yè)——作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)建設(shè)項目資助。

李春龍(1976—)，男，內(nèi)蒙古通遼人；碩士，副教授，高級農(nóng)藝師，主要從事特種經(jīng)濟作物栽培、設(shè)施農(nóng)業(yè)等教學工作；E-mail：lchl1976@126.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.01.098

S 541+.3

A

1001-4705(2017)01-0098-03